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具有动态网络的多智能体动态牵制蜂拥控制算法

高晶英  徐旭  
【摘要】:本文研究了具有动态拓扑结构的多智能体蜂拥控制问题,提出一种动态牵制策略来保证所有智能体能够达到蜂拥行为。我们假设多智能体中有一个虚拟领导者,并且总有一小部分智能体能够收到虚拟领导者的位置与速度信息。对于多智能体的蜂拥控制,首要问题是保持多智能体网络的连通性。在不假设网络的连通性也不用大势函数来保持网路连通的条件下,由于网络的动态性,网络演化过程中会有断边现象,这可能导致多智能体网络的连通性受到破坏,进而不能达到蜂拥目的。我们所提出的动态牵制策略能很好的解决此问题,并且保证所有智能体能够达到蜂拥行为。动态牵制策略策的主要思想如下:在初始时刻把整个网络分成若干个连通子网络,然后选择每个连通子网络中度最大的一个节点作为被牵制节点进行牵制控制。如果在网络拓扑结构切换的过程中有新的子类出现,那么该新的子类一定是从某个子类中分离出来的。然后找出该新的子类中度最大的节点作为被牵制节点,并且在该牵制节点和原来所在类中被牵制节点之间加一个连接,这样该新类中的被牵制节点就会收到它原来所在类中被牵制节点的信息(位置和速度),过一段时间以后,该新类的所有智能体就能重新回到原来所在类中,这样就可以保证网络的连通性。通过理论分析,所有智能体速度逐渐变成一致且与虚拟领导者的速度一样,所有智能体没有发生碰撞,所有智能体之间的势能达到最小值。

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